DE102010022690B4

DE102010022690B4 - Elektrischer Steckverbinder mit PE-Kontakt

Info

Publication number: DE102010022690B4
Application number: DE201010022690
Authority: DE
Inventors: Sebastian Griepenstroh; Reiner Busse
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2030-06-05
Also published as: DE102010022690A1

Abstract

Elektrischer Steckverbinder, welcher ein Steckverbindergehäuse (20) und einen Isolierkörper (1) umfasst, wobei der Isolierkörper (1) in eine dafür vorgesehene Kammer des Steckverbindergehäuses (20) einführbar und fixierbar ist, wobei in den Isolierkörper (1) zumindest ein Kontaktelement (2) zur elektrischen Kontaktierung eines Endabschnitts einer Kabelader eines anzuschließenden Kabels sowie ein Erdanschlusskontaktelement (3) zur elektrischen Kontaktierung eines Endabschnitts einer Kabelader eines weiteren anzuschließenden Kabels auf Erdpotential einführbar und verrastbar sind, wobei der elektrische Steckverbinder ein Kontaktblech (10) umfasst, welches über seitliche Schlitze (5) innerhalb einer Ausnehmung (30) des Isolierkörpers (1) einführbar und verrastbar ist, und welches in leitendem Kontakt mit dem Erdanschlusskontaktelement (3) steht, wobei das Kontaktblech (10) in seiner Grundfläche (11) eine Gewindebohrung (12) enthält, wodurch das Kontaktblech (10) über eine Schraubverbindung mit dem Steckverbindergehäuse (20) verbindbar ist, und wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktblech (10), dem Erdanschlusskontaktelement (3) und dem Steckverbindergehäuse (20) herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass...

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Steckverbinder mit Erdanschlusskontaktelement, so genanntem PE-Kontakt, werden eingesetzt, um Schutzmaßnahmen gegen gefährliche Körperströme zu bilden.
Stand der Technik
Die DE 20 2006 003 204 U1 zeigt ein Steckverbindergehäuse, in welches ein Steckeinsatz eingeführt wird. Der Steckeinsatz enthält die elektrischen Kontaktelemente sowie den PE-Kontakt. Der PE-Kontakt ist als Kontaktelement ausgebildet und weist eine Verdickung auf, die das metallische Steckverbindergehäuse berührt und elektrisch kontaktiert.
Die DE 691 10 382 T2 zeigt einen Steckverbinder mit Erdanschlusskontaktelement. Das Erdanschlusskontaktelement ist mit einem Federblech verschraubt, dass mit der Innenwand des Steckverbindergehäuses in leitenden Berührkontakt steht.
Auch bei der DE 102 51 120 wird der leitende Kontakt zwischen dem Erdanschlusskontaktelement und dem Steckverbindergehäuse über ein Federblech erzeugt.
Bei der DE 100 09 750 A1 wird das Erdanschlusskontaktelement in eine Hül- se eingesteckt, die in leitendem Kontakt mit der Innenwand des Steckverbindergehäuses steht.
Bei den oben genannten Steckverbinder erfolgt die Kontaktierung des Erdanschlusskontaktelements innerhalb des Steckverbindergehäuses. Die leitende Verbindung kann bei geschlossenem Gehäusekörper nicht kontrolliert werden, wodurch sich Gefahren ergeben können.
Die US 4,291,930 zeigt einen Steckverbinder mit Erdanschlusskontaktelement. Das Erdanschlusskontaktelement wird mit einem Kontaktblech elektrisch leitend verbunden. Das Kontaktblech wird wiederum mit einer Schraubverbindung mit dem Gehäusekörper des Steckverbinders leitend verbunden.
In der US 6,254,402 wird die elektrische Kontaktierung des Erdanschlusskontaktelements ebenfalls über ein Kontaktblech realisiert. Das Kontaktblech wird allerdings nicht mit einer Schraubverbindung, sondern durch eine Niete mit dem Gehäusekörper des Steckverbinders elektrisch leitend verbunden.
Bei den letztgenannten Steckverbindern erfolgt die Kontaktierung des Erdanschlusskontaktelements außerhalb durch eine Schraubverbindung oder Niete. Allerdings kann das dafür vorgesehene Kontaktblech leicht verrutschen, wodurch der Zusammenbau des Steckverbinders sehr aufwendig wird.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine sichere und einfache Erdung eines Steckverbinders zu erreichen.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Isolierkörper umfasst das Innenleben eines elektrischen Steckverbinders. In den Isolierkörper werden die elektrischen Kontaktelemente eingebracht. Diese weisen einen Kontaktbereich und einen Anschlussbereich auf, wobei der Anschlussbereich zur elektrischen Kontaktierung von Endabschnitten von Kabeladern eines anzuschließenden Kabels benötigt wird. Der Anschlussbereich kann als Schraub-, Löt- oder Crimpanschluss ausgebildet sein.
Um beim Arbeiten mit Steckverbindern gefährliche Körperströme zu verhindern, ist ein Kontaktelement im Isolierkörper als Erdanschlusskontaktelement ausgebildet. Dieses stellt eine elektrische Verbindung mit dem Endabschnitt einer Kabelader auf Erdpotential her. In der Regel besitzen derartige Kabeladern eine grün-gelbe Kabelummantelung. Um auch das Steckverbindergehäuse auf Erdpotential zu bringen, ist ein Kontaktblech vorgesehen, welches seitlich in den Isolierkörper eingeschoben werden kann und mithilfe von Rastmitteln in selbigen verrastbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Steckverbinders, sind das Kontaktelement und das Erdanschlusskontaktelement baugleich ausgeführt. Die Position des PE-Kontaktes ist im Steckverbinder immer dieselbe. Durch die baugleiche, identische Form von Kontaktelement und Erdanschlusskontaktelement, kann der Steckverbinder schneller und einfacher hergestellt werden.
Das Kontaktblech ist im wesentlichen als U-förmiges Bauteil ausgebildet. Von der Grundfläche des Kontaktblechs stehen nahezu rechtwinklig seitliche Flanken ab. Zur anderen Seite der Grundfläche sind Rastarme abgewinkelt. Die seitlichen Flanken des Kontaktblechs sind einseitig zu Führungsarmen verlängert. Die Grundfläche des Kontaktblechs enthält eine Gewindebohrung.
Die seitlichen Flanken des Kontaktblechs werden in zwei senkrechte, zueinander parallele Schlitze innerhalb einer Ausnehmung des Isolierkörpers eingeführt, bis diese auf eine Anschlagkante im Isolierkörper treffen. Zeitgleich verrasten die seitlichen Flanken jeweils an zwei Rastpunkten innerhalb des Isolierkörpers. Die vorderen Rastarme des Kontaktblechs greifen zeitgleich in dafür vorgesehene Einkerbungen am Isolierkörper ein. Durch eine derartige Fixierung des Kontaktblechs mit dem Isolierkörper wird verhindert, dass sich das Kontaktblech beim Einschieben des Isolierkörpers in das Steckverbindergehäuse, verschiebt.
Um den Isolierkörper im Steckverbindergehäuse fixieren zu können, ist sowohl im Isolierkörper wie auch im Steckverbindergehäuse eine Bohrung eingebracht, deren Funktion weiter unten erklärt wird.
Das Erdanschlusskontaktelement weist im mittleren Bereich eine ringförmige Verdickung, ein so genanntes Ringelement, auf. Die seitlichen Flanken des in den Isolierkörper eingeschobenen Kontaktblechs klemmen das Ringelement ein und stellen dadurch einen leitenden Kontakt her.
Beim Einschieben des Isolierkörpers in das Steckverbindergehäuse wird der Isolierkörper auf einem Schlitten geführt, der an der Innenwand des Steckverbindergehäuses angeformt ist. Der Isolierkörper enthält dazu eine Ausnehmung, die den Schlitten umgreift, so dass der Isolierkörper nur in einer bestimmten Ausrichtung in das Steckverbindergehäuse eingeführt werden kann. Wenn der Isolierkörper vollständig in das Steckverbindergehäuse eingeschoben ist, liegen die Gewindebohrung des Kontaktblechs und die Bohrungen des Isolierkörpers und des Steckverbindergehäuses passgenau übereinander. Durch das Einschrauben einer Schraube mit passendem Gewinde, in die oben genannten Gewindebohrungen, wird das Erdanschlusskontaktelement über die Grundfläche des Kontaktblechs in leitenden Kontakt mit dem Steckverbindergehäuse gebracht und gleichzeitig der Isolierkörper im Steckverbindergehäuse fixiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Anschlussbereich des Erdanschlusskontaktelements als Crimpanschluss ausgebildet.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Erdanschlusskontaktelements und eines zugehörigen Kontaktblechs,
2a eine perspektivische Darstellung eines Isolierkörpers und eines zugehörigen Kontaktblechs,
2b eine weitere perspektivische Darstellung eines Isolierkörpers und eines zugehörigen Kontaktblechs,
3 eine perspektivische Darstellung des Isolierkörpers mit eingeschobenem Kontaktblech,
4 eine perspektivische, geschnittene Darstellung des Isolierkörpers mit eingeschobenem Kontaktblech,
5 eine geschnittene Darstellung des Isolierkörpers mit eingeschobenen Kontaktblech,
6 eine perspektivische, geschnittene Darstellung des Isolierkörpers mit eingeschobenem Kontaktblech, integrierten Kontaktelement und Erdanschlusskontaktelement, und
7 eine perspektivische, geschnittene Darstellung des Isolierkörpers 1 innerhalb des Steckverbindergehäuses im verschraubten Zustand.
Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Erdanschlusskontaktelements 3, einen so genannten PE-Kontakt, und ein zugehöriges Kontaktblech 10. Das Kontaktelement 3 kann in einen Kontaktbereich 3c und einen Anschlussbereich 3a unterteilt werden. Der Kontaktbereich 3c ist als Stiftkontakt ausgebildet. Der Anschlussbereich 3a ist in diesem Beispiel ist als Crimpanschluss ausgeführt. Zwischen Kontakt- und Anschlussbereich befindet sich ein Ringelement 3b.
Das Kontaktblech 10 ist im wesentlichen als U-förmiges Bauteil ausgebildet. Das Kontaktblech 10 umfasst seitliche Flanken 13, die nahezu rechtwinklig von einer Grundfläche 11 abstehen und jeweils einseitig durch Führungsarme 13a verlängert sind. Zur gegenüberliegenden Seite der Grundfläche 11 sind Rastarme 13b abgebogen. Die Grundfläche 11 enthält eine, in etwa mittig eingebrachte, Gewindebohrung 12.
Die 2a und 2b zeigen eine perspektivische Darstellung eines Isolierkörpers 1 und eines zugehörigen Kontaktblechs 10. Das Kontaktblech 10 wird in zwei zueinander parallele Schlitze 5 in die Ausnehmung 30 des Isolierkörpers 1 eingeschoben. Im eingeschobenen Zustand greifen die Rastarme 13b des Kontaktblechs 10 in dazu passende Einkerbungen 4 des Isolierkörpers 1 ein (siehe auch 3).
Die geschnittene Darstellung des Isolierkörpers 1 in 4 zeigt, dass die seitlichen Flanken 13 des Kontaktblechs 10 an zwei Positionen innerhalb des Isolierkörpers 1 verrasten. Die Führungsarme 13a verrasten an einem Hinterschnitt 6, wobei das gegenüberliegende Ende der seitlichen Flanke 13 an einem Rastzapfen 7 verrastet.
Der geschnittenen Darstellung des Isolierkörpers 1 in 5 ist zu entnehmen, dass die seitliche Flanken 13 des Kontaktblechs 10 im eingeschobenen Zustand an einer Anschlagkante 8 im Isolierkörper 1 anliegen. Aus dieser Darstellung ist auch die Funktion der Rastpunkte (an der Einkerbung 4, am Hinterschnitt 6, am Rastzapfen 7 und an der Anschlagkante 8) zu erkennen. Durch den Hinterschnitt 6, den Rastzapfen 7 und der Anschlagkante 8 wird die Bewegung des Kontaktblechs 10 in radialer Richtung des Isolierkörpers 1 verhindert. Die Einkerbung 4 verhindert hingegen eine axiale Bewegung des Kontaktblechs 10. So verbleibt das in den Isolierkörper 1 eingeschobene Kontaktblech 10, beim Einführen des Isolierkörpers 1 in das Steckverbindergehäuse 20, an seiner Position.
In 6 ist eine weitere perspektivische, geschnittene Darstellung des Isolierkörpers zu sehen. Das Kontaktelement 2 und das Erdanschlusskontaktelement 3 werden jeweils über Rastnasen 9 im Isolierkörper verliersicher gehalten. Der Anschlussbereich 2a des Kontaktelementes 2 wie auch der Anschlussbereich 3a des Erdanschlusskontaktelements 3 sind in Crimpausführung ausgebildet. Die Crimpausführung ist hier besonders vorteilhaft, allerdings ist auch jede andere Kabeladeranschlusstechnik realisierbar.
Das Ringelement 3b des Erdanschlusskontaktelements 3 wird zwischen den seitlichen Flanken 13 des Kontaktblechs 10 leitend eingeklemmt.
In 7 ist eine perspektivische und geschnittene Darstellung des Isolierkörpers 1 innerhalb des Steckverbindergehäuses 20 zu sehen. Der Isolierkörper 1 wird entlang einer Führungsschiene 22 in das Steckverbindergehäuse 20 eingeschoben. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Führungsschiene 22 so gestaltet, dass die Rastarme 13b des Kontaktblechs die Führungsschiene 22 passgenau umgreifen. Die Bohrungen des Isolierkörpers 1, des Steckverbindergehäuses und die Gewindebohrung des Kontaktblechs 10 liegen passgenau übereinander. Durch Einschrauben der Schraube 21 wird die Grundfläche 11 des Kontaktblechs 10 mit der Innenwand des elektrisch leitenden Steckverbindergehäuses 20 kontaktiert. Gleichzeitig wird die Schraube 21 in den Isolierkörper 1 bewegt, wodurch dieser verliersicher im Steckverbindergehäuse 20 gehalten wird.

Claims

Elektrischer Steckverbinder, welcher ein Steckverbindergehäuse (20) und einen Isolierkörper (1) umfasst, wobei der Isolierkörper (1) in eine dafür vorgesehene Kammer des Steckverbindergehäuses (20) einführbar und fixierbar ist, wobei in den Isolierkörper (1) zumindest ein Kontaktelement (2) zur elektrischen Kontaktierung eines Endabschnitts einer Kabelader eines anzuschließenden Kabels sowie ein Erdanschlusskontaktelement (3) zur elektrischen Kontaktierung eines Endabschnitts einer Kabelader eines weiteren anzuschließenden Kabels auf Erdpotential einführbar und verrastbar sind, wobei der elektrische Steckverbinder ein Kontaktblech (10) umfasst, welches über seitliche Schlitze (5) innerhalb einer Ausnehmung (30) des Isolierkörpers (1) einführbar und verrastbar ist, und welches in leitendem Kontakt mit dem Erdanschlusskontaktelement (3) steht, wobei das Kontaktblech (10) in seiner Grundfläche (11) eine Gewindebohrung (12) enthält, wodurch das Kontaktblech (10) über eine Schraubverbindung mit dem Steckverbindergehäuse (20) verbindbar ist, und wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktblech (10), dem Erdanschlusskontaktelement (3) und dem Steckverbindergehäuse (20) herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktblech (10) als U-förmiges Bauteil ausgebildet ist, dass die seitlichen Flanken (13) des Kontaktblechs (10) Führungsarme (13a) und Rastarme (13b) aufweisen, wobei die Führungsarme (13a) an einem Hinterschnitt (6) des Isolierkörpers (1) verrasten, und wobei die Rastarme (13b) in Einkerbungen (4) des Isolierkörpers (1) eingreifen.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (2) und das Erdanschlusskontaktelement (3) baugleich ausgeführt sind.
Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (3a) des Erdanschlusskontaktelements (3) als Crimpanschluss ausgebildet ist.